Η ευθυγραμμιζόμενη κεφαλή εστίασης χρησιμοποιεί μια μηχανική συσκευή ως πλατφόρμα στήριξης και κινείται εμπρός και πίσω μέσω της μηχανικής συσκευής για να επιτύχει συγκόλληση συγκολλήσεων με διαφορετικές τροχιές. Η ακρίβεια συγκόλλησης εξαρτάται από την ακρίβεια του ενεργοποιητή, επομένως υπάρχουν προβλήματα όπως χαμηλή ακρίβεια, χαμηλή ταχύτητα απόκρισης και μεγάλη αδράνεια. Το σύστημα σάρωσης γαλβανομέτρου χρησιμοποιεί έναν κινητήρα για την εκτροπή του φακού. Ο κινητήρας κινείται από ένα συγκεκριμένο ρεύμα και έχει τα πλεονεκτήματα της υψηλής ακρίβειας, της μικρής αδράνειας και της γρήγορης απόκρισης. Όταν η δέσμη φωτός ακτινοβολείται στον φακό του γαλβανόμετρου, η εκτροπή του γαλβανόμετρου αλλάζει τη γωνία ανάκλασης της δέσμης λέιζερ. Επομένως, η δέσμη λέιζερ μπορεί να σαρώσει οποιαδήποτε τροχιά στο οπτικό πεδίο σάρωσης μέσω του συστήματος γαλβανομέτρου. Η κάθετη κεφαλή που χρησιμοποιείται στο ρομποτικό σύστημα συγκόλλησης είναι μια εφαρμογή που βασίζεται σε αυτήν την αρχή.
Τα κύρια συστατικά τουσύστημα σάρωσης γαλβανομέτρουείναι ο ρυθμιστής επέκτασης δέσμης, ο φακός εστίασης, το γαλβανόμετρο σάρωσης δύο αξόνων XY, η πλακέτα ελέγχου και το σύστημα λογισμικού κεντρικού υπολογιστή. Το γαλβανόμετρο σάρωσης αναφέρεται κυρίως στις δύο κεφαλές σάρωσης γαλβανόμετρου XY, οι οποίες κινούνται από παλινδρομικούς σερβοκινητήρες υψηλής ταχύτητας. Το σύστημα σερβομηχανισμού διπλού άξονα οδηγεί το γαλβανόμετρο σάρωσης διπλού άξονα XY ώστε να εκτρέπεται κατά μήκος του άξονα X και του άξονα Y αντίστοιχα, στέλνοντας σήματα εντολών στους σερβοκινητήρες του άξονα X και Y. Με αυτόν τον τρόπο, μέσω της συνδυασμένης κίνησης του φακού καθρέφτη δύο αξόνων XY, το σύστημα ελέγχου μπορεί να μετατρέψει το σήμα μέσω της πλακέτας γαλβανόμετρου σύμφωνα με το πρότυπο των προκαθορισμένων γραφικών του λογισμικού του κεντρικού υπολογιστή και τη λειτουργία καθορισμένης διαδρομής και να μετακινηθεί γρήγορα στο επίπεδο του τεμαχίου εργασίας για να σχηματίσει μια τροχιά σάρωσης.
,
Σύμφωνα με τη σχέση θέσης μεταξύ του φακού εστίασης και του γαλβανόμετρου λέιζερ, η λειτουργία σάρωσης του γαλβανόμετρου μπορεί να χωριστεί σε σάρωση μπροστινής εστίασης (αριστερή εικόνα) και σάρωση οπίσθιας εστίασης (δεξιά εικόνα). Λόγω της ύπαρξης διαφοράς οπτικής διαδρομής όταν η δέσμη λέιζερ εκτρέπεται σε διαφορετικές θέσεις (η απόσταση μετάδοσης της δέσμης είναι διαφορετική), το εστιακό επίπεδο λέιζερ στην προηγούμενη διαδικασία σάρωσης εστίασης είναι μια ημισφαιρική καμπύλη επιφάνεια, όπως φαίνεται στο αριστερό σχήμα. Η μέθοδος σάρωσης οπίσθιας εστίασης φαίνεται στο δεξιό σχήμα, στην οποία ο αντικειμενικός φακός είναι ένας φακός επίπεδου πεδίου. Ο επίπεδος φακός πεδίου έχει ειδική οπτική σχεδίαση.
Με την εισαγωγή της οπτικής διόρθωσης, το ημισφαιρικό εστιακό επίπεδο της δέσμης λέιζερ μπορεί να προσαρμοστεί σε ένα επίπεδο. Η σάρωση με οπίσθια εστίαση είναι κυρίως κατάλληλη για εφαρμογές με υψηλές απαιτήσεις ακρίβειας επεξεργασίας και μικρό εύρος επεξεργασίας, όπως σήμανση λέιζερ, συγκόλληση μικροδομής με λέιζερ κ.λπ. Καθώς αυξάνεται η περιοχή σάρωσης, αυξάνεται και το διάφραγμα του φακού. Λόγω τεχνικών και υλικών περιορισμών, η τιμή των υφασμάτων μεγάλου ανοίγματος είναι πολύ ακριβή και αυτή η λύση δεν γίνεται αποδεκτή. Ο συνδυασμός του συστήματος σάρωσης γαλβανομέτρου μπροστά από τον αντικειμενικό φακό και ενός ρομπότ έξι αξόνων είναι μια εφικτή λύση που μπορεί να μειώσει την εξάρτηση από τον εξοπλισμό του γαλβανόμετρου και μπορεί να έχει σημαντικό βαθμό ακρίβειας συστήματος και καλή συμβατότητα. Αυτή η λύση έχει υιοθετηθεί από τους περισσότερους ολοκληρωτές, η οποία συχνά ονομάζεται ιπτάμενη συγκόλληση. Η συγκόλληση της ράβδου ζυγού μονάδας, συμπεριλαμβανομένου του καθαρισμού του στύλου, έχει εφαρμογές πτήσης, οι οποίες μπορούν να αυξήσουν ευέλικτα και αποτελεσματικά τη μορφή επεξεργασίας.
Είτε πρόκειται για σάρωση με μπροστινή εστίαση είτε για σάρωση οπίσθιας εστίασης, η εστίαση της δέσμης λέιζερ δεν μπορεί να ελεγχθεί για δυναμική εστίαση. Για τη λειτουργία σάρωσης μπροστινής εστίασης, όταν το προς επεξεργασία τεμάχιο είναι μικρό, ο φακός εστίασης έχει ένα συγκεκριμένο εύρος εστιακού βάθους, ώστε να μπορεί να εκτελέσει σάρωση εστίασης με μικρή μορφή. Ωστόσο, όταν το προς σάρωση επίπεδο είναι μεγάλο, τα σημεία κοντά στην περιφέρεια θα είναι εκτός εστίασης και δεν μπορούν να εστιαστούν στην επιφάνεια του προς επεξεργασία τεμαχίου επειδή υπερβαίνει τα άνω και κάτω όρια του εστιακού βάθους λέιζερ. Επομένως, όταν η δέσμη λέιζερ απαιτείται να είναι καλά εστιασμένη σε οποιαδήποτε θέση στο επίπεδο σάρωσης και το οπτικό πεδίο είναι μεγάλο, η χρήση φακού σταθερής εστιακής απόστασης δεν μπορεί να καλύψει τις απαιτήσεις σάρωσης.
Το σύστημα δυναμικής εστίασης είναι ένα οπτικό σύστημα του οποίου η εστιακή απόσταση μπορεί να αλλάξει ανάλογα με τις ανάγκες. Επομένως, χρησιμοποιώντας έναν δυναμικό φακό εστίασης για την αντιστάθμιση της διαφοράς οπτικής διαδρομής, ο κοίλος φακός (διαστολέας δέσμης) κινείται γραμμικά κατά μήκος του οπτικού άξονα για να ελέγξει τη θέση εστίασης, επιτυγχάνοντας έτσι δυναμική αντιστάθμιση της διαφοράς οπτικής διαδρομής της προς επεξεργασία επιφάνειας σε διαφορετικές θέσεις. Σε σύγκριση με το γαλβανόμετρο 2D, η σύνθεση του γαλβανόμετρου 3D προσθέτει κυρίως ένα "οπτικό σύστημα άξονα Z", το οποίο επιτρέπει στο 3D γαλβανόμετρο να αλλάζει ελεύθερα την εστιακή θέση κατά τη διαδικασία συγκόλλησης και να εκτελεί χωρική συγκόλληση καμπύλης επιφάνειας, χωρίς να χρειάζεται προσαρμογή της συγκόλλησης θέση εστίασης αλλάζοντας το ύψος του φορέα, όπως η εργαλειομηχανή ή το ρομπότ όπως το γαλβανόμετρο 2D.
Το σύστημα δυναμικής εστίασης μπορεί να αλλάξει την ποσότητα αποεστίασης, να αλλάξει το μέγεθος του σημείου, να πραγματοποιήσει προσαρμογή εστίασης στον άξονα Z και τρισδιάστατη επεξεργασία.
Η απόσταση εργασίας ορίζεται ως η απόσταση από το πιο μπροστινό μηχανικό άκρο του φακού μέχρι το εστιακό επίπεδο ή το επίπεδο σάρωσης του αντικειμενικού φακού. Προσέξτε να μην το συγχέετε με την πραγματική εστιακή απόσταση (EFL) του αντικειμενικού στόχου. Αυτό μετριέται από το κύριο επίπεδο, ένα υποθετικό επίπεδο στο οποίο ολόκληρο το σύστημα φακών υποτίθεται ότι διαθλάται, στο εστιακό επίπεδο του οπτικού συστήματος.
Ώρα δημοσίευσης: Jun-04-2024
